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基于3D Scan的木地板锁扣有限元模型静力学分析 被引量:2
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作者 贾娜 刘曼曼 +2 位作者 花军 毛磊 白雪 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期98-105,共8页
木地板连接中锁扣起到了关键作用,为探索不同锁扣形式对木地板力学性能的影响,以强化地板锁扣为研究对象,以锁扣有限元模型的静力学特性为研究目标,利用三维扫描仪获取嵌入锁定和本体锁定两类强化地板12种典型锁扣的三维点云数据、逆向... 木地板连接中锁扣起到了关键作用,为探索不同锁扣形式对木地板力学性能的影响,以强化地板锁扣为研究对象,以锁扣有限元模型的静力学特性为研究目标,利用三维扫描仪获取嵌入锁定和本体锁定两类强化地板12种典型锁扣的三维点云数据、逆向重构锁扣的三维实体模型,分析其结构特点,确定影响锁扣力学性能的结构特征值;采用有限元软件ANSYS对锁扣有限元模型进行弯曲和拉伸载荷作用下的整体变形、等效应力、等效应变的仿真分析,研究强化地板锁扣的静力学特性。结果表明:两类锁扣结构中,锁扣结合面长度、榫头(槽)凸(凹)出长度等参数与结合面形状是影响锁扣力学性能的主要因素;嵌入锁定锁扣具有更加优越的整体性能,受锁扣自身结构形状影响小,受锁定元件形状影响较大;本体锁定锁扣结构中,大的弧形锁扣截面形状更有利于提高锁扣的力学性能。通过三维扫描逆向重构锁扣模型以及对木地板锁扣结构和功能相关性的分析,为锁扣的设计、优化和检测提供了新的思路。 展开更多
关键词 锁扣 三维扫描 有限元法 木地板 静力分析
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Application of 3D Scanned Big Data of Large-scale Cultural Heritage Objects Based on Noise-robust Transparent Visualization
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作者 Tanaka Satoshi 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1635-1650,共16页
Three-dimensional(3D) scanning technology has undergone remarkable developments in recent years.Data acquired by 3D scanning have the form of 3D point clouds.The 3D scanned point clouds have data sizes that can be con... Three-dimensional(3D) scanning technology has undergone remarkable developments in recent years.Data acquired by 3D scanning have the form of 3D point clouds.The 3D scanned point clouds have data sizes that can be considered big data.They also contain measurement noise inherent in measurement data.These properties of 3D scanned point clouds make many traditional CG/visualization techniques difficult.This paper reviewed our recent achievements in developing varieties of high-quality visualizations suitable for the visual analysis of 3D scanned point clouds.We demonstrated the effectiveness of the method by applying the visualizations to various cultural heritage objects.The main visualization targets used in this paper are the floats in the Gion Festival in Kyoto(the float parade is on the UNESCO Intangible Cultural Heritage List) and Borobudur Temple in Indonesia(a UNESCO World Heritage Site). 展开更多
关键词 3d scanning point cloud transparent visualization noise transparentization cultural heritage object
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Scan Worx人体3D测量解决方案及其应用 被引量:1
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作者 黄丽 施亦东 陈衍夏 《皮革科学与工程》 CAS 2007年第2期56-59,共4页
介绍了来自德国Vitronic公司的3D人体测量系统ScanWorx的系统组成、测量原理和应用功能,并对目前服装企业的应用状况提出了建议。
关键词 scan Worx 3d测量 人体扫描
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基于3D激光扫描技术的粗集料三维形态特征分析 被引量:4
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作者 汤文 谢明杰 黄丹 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期948-957,共10页
为了能够建立精确的沥青混合料细观力学模型、优化混合料性能,需要先构建具有真实形态学特征的集料模型并计算分析集料形态参数,利用3D激光扫描技术采集了辉绿岩、石灰岩、玄武岩与卵石4种集料共500颗样本的三维点云数据,通过球谐函数... 为了能够建立精确的沥青混合料细观力学模型、优化混合料性能,需要先构建具有真实形态学特征的集料模型并计算分析集料形态参数,利用3D激光扫描技术采集了辉绿岩、石灰岩、玄武岩与卵石4种集料共500颗样本的三维点云数据,通过球谐函数简化集料模型,建立了三维集料样本库。归纳总结了现有集料的形态指标,通过皮尔逊相关性分析,选取F_(I)、A_(I)定量表征粗集料三维形态特征,对不同种类以及粒径集料的F_(I)、A_(I)进行统计分析。研究结果显示:当球谐序列阶数为10,三角形映射网格数为643时,简化后集料模型基本形状、体积与表面积均与真实集料非常接近;集料的F_(I)、A_(I)服从正态分布与对数正态分布,且随集料类型和粒径的变化而变化。 展开更多
关键词 沥青混合料 粗集料 三维激光扫描 球谐函数 形态特征 皮尔逊相关系数
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3D打印混凝土抗碳化性能各向异性及成因分析
5
作者 王海龙 侯建华 +2 位作者 孙晓燕 蔺喜强 路兰 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第5期1704-1712,共9页
受挤出式工艺的影响,3D打印混凝土中存在较多的界面,影响着打印混凝土的耐久性能。为了探明3D打印成型混凝土抗碳化性能的各向异性变化规律,通过碳化试验研究了三种水胶比3D打印混凝土沿X、Y、Z三个方向的碳化行为。基于压汞试验和X-CT... 受挤出式工艺的影响,3D打印混凝土中存在较多的界面,影响着打印混凝土的耐久性能。为了探明3D打印成型混凝土抗碳化性能的各向异性变化规律,通过碳化试验研究了三种水胶比3D打印混凝土沿X、Y、Z三个方向的碳化行为。基于压汞试验和X-CT扫描获取了3D打印混凝土的孔隙特征和分布规律,从微观层面阐释3D打印混凝土抗碳化性能的变化机理。结果表明:孔隙与3D打印混凝土的碳化行为有着密切联系,层条间界面因条带堆叠产生了更多孔隙,因而CO_(2)在界面位置扩散速度更快,碳化深度更大;受界面的影响,打印混凝土的抗碳化性能具有明显的各向异性;基体部位材料的抗碳化性能优于层间界面,层间界面的抗碳化性能优于条间界面;水灰比越低,材料抗碳化性能越好;当CO_(2)在混凝土中扩散时,受层条间大孔隙的影响,打印成型混凝土中形成了未碳化岛。 展开更多
关键词 3d打印混凝土 打印界面 水胶比 孔隙率 碳化 CT扫描
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基于五轴无支撑3D打印的手肘模型位姿调整算法
6
作者 刘佳畅 张帆 +2 位作者 涂一文 杨肖 郝冉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第10期31-40,共10页
骨科急救对支具制造时间具有高度敏感性,3D打印技术为个性化支具快速制造提供了有利条件。由于手肘支具弯曲管状具有大量相对于打印平台的悬空结构,支撑的打印极大影响成型效率。打印底板可旋转的五轴无支撑3D打印工艺为高效打印提供了... 骨科急救对支具制造时间具有高度敏感性,3D打印技术为个性化支具快速制造提供了有利条件。由于手肘支具弯曲管状具有大量相对于打印平台的悬空结构,支撑的打印极大影响成型效率。打印底板可旋转的五轴无支撑3D打印工艺为高效打印提供了有效解决方案。但经现场三维扫描的不规则手肘模型位姿需与打印机构适配,才能顺利打印。为解决手肘模型最优位姿适配问题,提出了基于三维手肘模型特征与打印装备结构约束下的位姿调整算法(即五轴无支撑3D打印的手肘模型位姿调整算法)。针对三维扫描模型的不规则性,通过对手肘模型中心线的提取、三坐标轴夹角计算和长短轴几何识别等多维度获得模型空间位姿特征;针对打印装备底板旋转角度限制及底面模型生长点坐标位置,进行手肘模型的底面平行、空间朝向和底板贴近等多角度位姿优化调整,以适合3D打印要求。通过仿真对比分析和打印实验,验证了所提手肘模型位姿调整算法的有效性,对无支撑快速3D打印的切片处理提供支持。 展开更多
关键词 3d打印 三维扫描 中心线提取 位姿调整 特征匹配
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基于液态沉积成型3D打印的裂隙介质复刻方法构建与VOCs迁移研究 被引量:1
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作者 马岳勇 王刘炜 侯德义 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2537-2546,共10页
物理模拟实验是揭示裂隙介质中渗流及溶质运移规律的重要手段,但由于裂隙介质的复杂性和随机性,构建可复刻的裂隙实验模型成为一项技术难题,3D打印技术的兴起为此提供了新的思路。本文系统梳理了3D打印技术在裂隙模拟实验中的应用现状,... 物理模拟实验是揭示裂隙介质中渗流及溶质运移规律的重要手段,但由于裂隙介质的复杂性和随机性,构建可复刻的裂隙实验模型成为一项技术难题,3D打印技术的兴起为此提供了新的思路。本文系统梳理了3D打印技术在裂隙模拟实验中的应用现状,构建了裂隙实验模型复刻新方法,并探究了所获模型的特性。首先,针对现有裂隙模型构建方案存在的材料模拟度低、模型强度不足、时间和经济成本高等缺陷,提出具有裂隙岩体模拟度强、个性化定制灵活、可重复性好等优势的液态沉积成型(LDM)3D打印技术。其次,对该技术结合CT扫描构建获得的高精度裂隙实验模型进行物理化学性质分析,裂隙结构测试显示模型裂隙率为5.77%,与实际岩芯裂隙率(5.46%)非常接近;微观形貌分析表明模型表面具有粗糙特性,断面表现出脆性断裂特征,符合实际岩石特征;模型采用陶泥材料打印,矿物组成及元素特征与硅酸盐岩基本一致,该材料可用于模拟此类岩石。最后,以四氯化碳(CCl4)为例,开展挥发性有机物(VOCs)在包气带裂隙介质中的迁移实验。结果表明,在时间上,裂隙介质中气相CCl4浓度逐渐增大并趋于平衡,平衡浓度及平衡时间受污染源(地下水)中CCl4浓度的控制;空间上,裂隙介质中气相CCl4浓度自上而下逐渐增大,平衡状态下气相CCl4浓度呈指数型分布。综上,LDM型3D打印技术能够有效复刻裂隙介质,并可用于VOCs等污染物模拟实验,后续研究需要关注材料创新、应用探索及打印精度提升。 展开更多
关键词 裂隙实验模型 3d打印 液态沉积成型 CT扫描 VOCS
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3D激光扫描技术在曲面建筑平立剖面图测绘中的应用 被引量:1
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作者 董莹 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第10期255-260,共6页
为了实现曲面建筑平立剖面图的精准测绘,将3D激光扫描技术应用到曲面建筑平立剖面图测绘工作中,实现测绘方法的优化。应用3D激光扫描技术获取曲面建筑点云数据,通过融合、去噪与过滤等步骤,实现对初始点云数据的预处理。提取曲面建筑轮... 为了实现曲面建筑平立剖面图的精准测绘,将3D激光扫描技术应用到曲面建筑平立剖面图测绘工作中,实现测绘方法的优化。应用3D激光扫描技术获取曲面建筑点云数据,通过融合、去噪与过滤等步骤,实现对初始点云数据的预处理。提取曲面建筑轮廓线,经过曲面建筑结构数据测量和曲面建筑平立剖面图绘制两个步骤,输出曲面建筑平立剖面图的测绘结果。通过应用效果测试实验得出结论:通过3D激光扫描技术的应用,曲面建筑几何参数的测量误差明显降低,绘制的平立剖面图与实际曲面建筑结构之间的相似度更高,即3D激光扫描技术在曲面建筑平立剖面图测绘中具有良好的应用价值。 展开更多
关键词 3d激光扫描技术 曲面建筑 平立剖面图 建筑测绘
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基于轮廓整形单元的原料肉3D可视化成像系统研究
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作者 卜令平 高国伟 +7 位作者 乔真 田惠鑫 胡敬芳 张春晖 胡小佳 艾鑫 李侠 魏文松 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期346-355,共10页
针对3D激光扫描实现不规则原料肉轮廓成像时存在扫描轮廓不完整、部分信息缺失、体积估测精度低等问题,根据原料肉物性学特性,本文设计了一种基于轮廓整形单元的3D可视化成像系统,实现不规则原料肉的形态调整,以优化不规则原料肉的成像... 针对3D激光扫描实现不规则原料肉轮廓成像时存在扫描轮廓不完整、部分信息缺失、体积估测精度低等问题,根据原料肉物性学特性,本文设计了一种基于轮廓整形单元的3D可视化成像系统,实现不规则原料肉的形态调整,以优化不规则原料肉的成像性能。阐述了原料肉轮廓整形单元的工作原理,设计了样品驱动传输单元、扫描外触发控制单元、可实现轮廓整形的成像检测平台等硬件模块,确定了整形单元中铰链螺栓旋转方向、电机旋转圈数和原料肉轮廓目标整形角度之间的关系。基于Halcon平台和C#语言编写了轮廓整形优化原料肉成像性能的3D可视化软件,利用点云处理模型重建算法和灰度膨胀(Gray dilation)孔洞补偿算法,实现不规则原料肉轮廓整形前后信息采集、数据分析及体积估测准确度对比。最后选用120块猪肉(后腿、里脊)在冷鲜和麻冻状态下验证整形单元对原料肉轮廓成像的优化性能。结果表明,与传输方向呈90°、180°、270°、360°时肉块扫描后成像精度均不小于90%,变异系数不大于3%。冷鲜肉和麻冻肉最佳整形角度范围分别为30°~50°和40°~60°,体积估测准确率从90%分别提高至94%和97%以上。整形后其轮廓形态可维持时间均大于6 s,孔洞高度最大压缩比均小于0.77。研究证明,不规则原料肉经过轮廓整形单元后可有效提高成像性能,为后续基于轮廓成像实现不规则原料肉定量分切技术研发提供支持。 展开更多
关键词 肉品识别 3d可视化 轮廓整形 激光扫描 点云处理 体积估测
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3D激光雷达测量调炮精度的检测方法与精度分析
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作者 唐卫 李冬一 刘榆华 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2024年第1期95-98,103,共5页
火炮武器装备调炮精度直接影响武器系统射击精度。基于3D激光雷达工作原理,结合火炮武器装备调炮工作过程,将3D激光雷达扫描测量空间点三维坐标的测量原理应用于火炮调炮精度检测,提出一种针对火炮调炮精度的检测方法。通过测量模型搭建... 火炮武器装备调炮精度直接影响武器系统射击精度。基于3D激光雷达工作原理,结合火炮武器装备调炮工作过程,将3D激光雷达扫描测量空间点三维坐标的测量原理应用于火炮调炮精度检测,提出一种针对火炮调炮精度的检测方法。通过测量模型搭建,使用3D激光雷达扫描火炮身管(或火箭炮定向管)上能代表其轴线方向上的两个工具球,测量得到代表火炮身管轴线方向的两个工具球球心的三维坐标,进而解算出调炮后火炮身管轴线的方向角度和高低角度变化量;并开展测量精度分析和实验验证。该测量方法不仅具有测量精度高、测量简便的特点,还可以提高测量的自动化程度。 展开更多
关键词 3d激光雷达 扫描 调炮精度 检测 精度分析
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基于岩碴比表面积的完整岩体TBM破岩效率分析 被引量:3
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作者 闫长斌 石雨萱 +3 位作者 李严 李庆民 刘永胜 吴遁 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期456-468,共13页
岩碴是TBM掘进过程中岩~机相互作用的直接产物,其破碎程度、形态特征、粒径分布等信息是TBM破岩效率的重要反馈指标。基于岩碴现场筛分试验和室内三维扫描试验,定量分析了TBM岩碴的形态特征及其随粒径变化的规律,提出一种基于岩碴粒径... 岩碴是TBM掘进过程中岩~机相互作用的直接产物,其破碎程度、形态特征、粒径分布等信息是TBM破岩效率的重要反馈指标。基于岩碴现场筛分试验和室内三维扫描试验,定量分析了TBM岩碴的形态特征及其随粒径变化的规律,提出一种基于岩碴粒径分布规律的比表面积计算方法,准确计算了不同粒径分布条件下岩碴比表面积的真实值。结合岩碴新表面理论指标对岩碴比表面积计算结果进行验证,同时分析了岩碴比表面积与TBM破岩效率之间的内在联系。研究结果表明:随着岩碴粒径增大,岩碴的球形度和扁平度逐渐减小、伸长度逐渐增大。总体上,岩碴的伸长度越大、扁平度和球形度越小,粗糙度指数就越大,TBM破岩效率越高。采用积分的方法,利用表面积预测函数与累积分布函数可计算得到岩碴试样比表面积真实值且分析发现其数据可近似表示单位质量岩体破碎后新增表面积的大小。岩碴比表面积SW与新表面理论指标Sa之间具有较好的线性相关性,可以相互验证其准确性与合理性,但相比新表面理论指标Sa,比表面积SW具有更清晰的物理意义和更为直观的数字结果。岩碴比表面积随TBM掘进比能、贯入度指数增加而增大,随粗糙度指数增大而减小,即岩碴比表面积可较好地描述岩石破碎程度及能量消耗,岩碴比表面积越大,岩碴就越破碎,TBM破岩效率越低。 展开更多
关键词 TBM 岩碴 破岩效率 三维扫描 形态特征 比表面积
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钢桥塔中锚室焊接变形预测与工艺优化 被引量:2
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作者 强斌 谢云杰 +4 位作者 雷电 杨洪 陈虎 郭红艳 李亚东 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期459-467,共9页
为优化钢桥塔中锚室的焊接工艺,减小焊接变形,采用Abaqus有限元软件对马鞍山公铁两用长江大桥钢塔中锚室的焊接过程进行了仿真模拟。与三维激光扫描所测实际焊接变形进行对比,仿真结果相对误差基本小于20%,验证了模拟的合理性。进而系... 为优化钢桥塔中锚室的焊接工艺,减小焊接变形,采用Abaqus有限元软件对马鞍山公铁两用长江大桥钢塔中锚室的焊接过程进行了仿真模拟。与三维激光扫描所测实际焊接变形进行对比,仿真结果相对误差基本小于20%,验证了模拟的合理性。进而系统分析了焊接方向、焊接顺序及边界约束对中锚室焊接变形的影响,建立了涵盖128组焊接变形的数据库。通过深度神经网络算法,对焊接工艺参数进行优化筛选,获得最优工艺组合,最大变形值较初始焊接工艺下的变形值降低约40%。优化后的焊接工艺能够有效减少焊接变形,提高制造精度,可为钢桥塔的实际焊接提供可靠的理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 钢桥塔中锚室 焊接变形预测 三维激光扫描 深度神经网络 焊接工艺优化
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基于无人机载激光雷达空间线形扫描的斜拉索索力测试 被引量:1
13
作者 施洲 张同卓 +2 位作者 苏朋飞 朱颖 郭辉 《铁道学报》 北大核心 2025年第2期172-180,共9页
为提升大跨度斜拉桥斜拉索索力测试的效率和精度,提出一种基于机载激光雷达非接触式斜拉索线形扫描的索力测量方法——线形法。利用高差和空间聚类法从点云提取斜拉索实测线形,结合索参数、索力理论公式和非线性有限元分析,提出索力推... 为提升大跨度斜拉桥斜拉索索力测试的效率和精度,提出一种基于机载激光雷达非接触式斜拉索线形扫描的索力测量方法——线形法。利用高差和空间聚类法从点云提取斜拉索实测线形,结合索参数、索力理论公式和非线性有限元分析,提出索力推算的公式法和有限元法,两种方法相互校核、平均实现线形法索力测试。依托主跨672 m的鳊鱼洲长江大桥现场静载试验,分别采用线形法和频率法进行索力测试,开展验证与对比分析。结果表明:线形法、频率法索力测试结果最大误差分别为2.6%、5.8%,线形法显著提高了效率和精度。索力误差与实测弧垂误差成正比,弧垂误差对长索索力测试误差影响较小。索力误差随索长增加而减小:索长为200 m时,索力相对误差为6.2%,误差明显;当索长300 m时,索力相对误差降低至2.9%。线形法索力测试适用于长度为300 m以上的长索索力测试,并可通过多次测试平均、提升斜拉索实测点云处理精度等措施提高索力测试精度。 展开更多
关键词 斜拉桥 斜拉索 索力测试 线形法 三维扫描 误差分析
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BDS/三维扫描融合公路施工监测方法 被引量:1
14
作者 高成发 沈沂 魏建雄 《导航定位学报》 北大核心 2025年第1期12-20,共9页
为了进一步提升北斗卫星导航系统(BDS)高精度定位和三维激光扫描技术在路面施工监测中的精度,提出一种BDS/三维激光扫描模型构建的路面施工监测方法:依托高速公路BDS地基增强系统,研究分析BDS四频单历元快速定位方法,并验证BDS高精度定... 为了进一步提升北斗卫星导航系统(BDS)高精度定位和三维激光扫描技术在路面施工监测中的精度,提出一种BDS/三维激光扫描模型构建的路面施工监测方法:依托高速公路BDS地基增强系统,研究分析BDS四频单历元快速定位方法,并验证BDS高精度定位与三维激光扫描技术融合的可行性,以有效提升监测的高程精度和工作效率;然后将BDS高定位结果用于三维点云的纠偏与拼接,构建BDS/三维激光扫描融合模型,并开发相应的应用系统。施工测试结果表明:利用该方法可构建测区三维模型,并实现连续的路面监测;测区整体高程监测精度优于2.9 mm,能够满足高速公路路基施工毫米级路面监测的精度要求。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统(BDS) 高精度定位 三维激光扫描 高速公路 施工 路面监测
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空-地协同测绘在城市综合体规划条件核实中的应用
15
作者 卢荣 黎煜昭 +1 位作者 冯文江 林腾辉 《测绘通报》 北大核心 2025年第S1期224-228,共5页
三维激光扫描和无人机倾斜摄影测量技术已在工程测量领域广泛应用。本文以广州市花都区万达茂大型城市综合体规划条件核实测量项目为依托,将地面三维激光扫描数据与空中无人机倾斜摄影数据相融合,生成高精度的正射影像和三维模型。结果... 三维激光扫描和无人机倾斜摄影测量技术已在工程测量领域广泛应用。本文以广州市花都区万达茂大型城市综合体规划条件核实测量项目为依托,将地面三维激光扫描数据与空中无人机倾斜摄影数据相融合,生成高精度的正射影像和三维模型。结果表明,空-地协同测绘技术可高效获取大规模、高密度点云数据,精度满足相关规范要求,可为城市综合体的规划设计和竣工验收提供可靠支持。 展开更多
关键词 三维激光扫描 倾斜摄影测量 点云 规划条件核实
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多技术融合支撑建设工程审批的应用
16
作者 马力 李潇 +1 位作者 张弛 杨光 《测绘通报》 北大核心 2025年第6期147-150,167,共5页
建设工程规划管理测量通常采用RTK与全站仪结合的作业模式,测绘数据生产效率低,成果不直观、利用率低。本文以广州市某项目为例,探索无人机倾斜摄影、三维激光扫描、BIM建模技术对优化审批改革的支撑应用。无人机倾斜摄影通过多角度空... 建设工程规划管理测量通常采用RTK与全站仪结合的作业模式,测绘数据生产效率低,成果不直观、利用率低。本文以广州市某项目为例,探索无人机倾斜摄影、三维激光扫描、BIM建模技术对优化审批改革的支撑应用。无人机倾斜摄影通过多角度空基观测能够高效率地完成1∶500比例尺地形图测量,生成高精度正射影像图、实景三维模型;利用BIM构建报建三维模型,通过应用BIM测量仪器实现可视化放线放样;基于激光点云数据生成BIM竣工三维模型,与BIM报建三维模型集成融合后进行对比分析,高效地支撑验收审批。试验结果表明,多技术融合的方式能够满足审批改革的要求,具有显著的应用价值。 展开更多
关键词 倾斜摄影测量 三维激光扫描 BIM建模 审批制度改革
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基于三维点云的桥梁预制钢箱梁制造质量评估
17
作者 吴志刚 徐畅 +2 位作者 殷亮 车平 熊文 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期26-33,58,共9页
钢结构相比混凝土结构具有强度高、施工周期短、低碳环保等优势,因而在大型桥梁等基础设施项目中得到日益广泛的应用。为确保结构性能,需在安装前对钢构件的制造质量进行精准评估。然而,现阶段此类检测仍高度依赖人工操作,存在场地占用... 钢结构相比混凝土结构具有强度高、施工周期短、低碳环保等优势,因而在大型桥梁等基础设施项目中得到日益广泛的应用。为确保结构性能,需在安装前对钢构件的制造质量进行精准评估。然而,现阶段此类检测仍高度依赖人工操作,存在场地占用大、检测效率低等问题。采用三维激光扫描技术,基于高精度三维点云模型开展预制构件制造质量的检测与评估研究。首先,针对预制梁场的复杂环境,提出了三维激光扫描测站选位的优化原则及现场实施方法;随后,对采集的点云数据进行配准、去噪和下采样等预处理操作,以提升数据质量和处理效率;最后,基于Alpha Shape算法、随机抽样一致性算法和主成分分析算法,提出了空间几何尺寸和表面平整度的自动检测与评估方法。该方法在“深中通道”工程中标准钢箱梁上成功应用,结果表明:三维激光扫描和三维点云模型可以为预制构件制造质量的评估提供有力支撑,所提出的检测方法具有自动化程度好、效率高、结果可视化等优势,能够有效辅助检测人员开展预制构件的制造质量控制与管理工作。 展开更多
关键词 桥梁工程 制造质量评估 预制构件 三维激光扫描 点云数据 钢箱梁
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结合站式及手持三维激光扫描仪的侵蚀沟形态参数提取
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作者 李继峰 王飞翔 +3 位作者 余磊 傅学庆 郑东博 李帅 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第2期210-219,共10页
准确测量及精确表达侵蚀沟形态是科学评价其发育特征的关键,数字高程模型(DEM)是表达侵蚀沟形态的主要数据模型。利用站式及手持三维激光扫描仪对内蒙古自治区锡林郭勒盟地区的侵蚀沟细部及其所在小流域进行测量,将小流域点云数据和侵... 准确测量及精确表达侵蚀沟形态是科学评价其发育特征的关键,数字高程模型(DEM)是表达侵蚀沟形态的主要数据模型。利用站式及手持三维激光扫描仪对内蒙古自治区锡林郭勒盟地区的侵蚀沟细部及其所在小流域进行测量,将小流域点云数据和侵蚀沟细部点云数据进行拼接,对比不同空间插值方法及不同空间分辨率DEM的精度,评价不同DEM提取的小流域地形特征参数、侵蚀沟形态参数及地形临界模型参数。结果表明:1)结合站式及手持三维激光扫描仪的点云数据可弥补单一设备采集数据的不足,有效表达侵蚀沟小流域地形及侵蚀沟形态特征;2)针对低缓丘陵区,随DEM分辨率提高,样条函数插值法可获取更高精度的DEM数据;3)对于小流域尺度的侵蚀沟研究,DEM空间分辨率达到0.5 m时,提取的地形因子及侵蚀沟形态参数趋于稳定且与实测侵蚀沟形态参数较为接近;4)根据地形临界模型拟合参数,0.5和1 m分辨率DEM评价地形因子对侵蚀沟影响程度的结果接近,DEM分辨率的提高会增强地形因子对侵蚀沟影响的评价。因此,在较小尺度侵蚀沟研究中,应充分考虑DEM插值方法及分辨率对侵蚀沟形态参数的影响。 展开更多
关键词 三维激光扫描 点云数据 数字高程模型 空间分辨率 侵蚀沟
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CT三维重构下砂岩热损伤机理及数值模拟验证
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作者 赵怡晴 秦文静 +2 位作者 金爱兵 李曦豪 苏楠 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期12-21,共10页
在深部等复杂地质环境中,岩石力学特性及损伤特性对高温工程的开展具有决定性影响,为深入探究高温岩石的力学性能及其在受载过程中的损伤机理,以不同温度(25、200、400、600、800℃)作用后的黄砂岩为研究对象,基于X射线断层扫描技术(CT... 在深部等复杂地质环境中,岩石力学特性及损伤特性对高温工程的开展具有决定性影响,为深入探究高温岩石的力学性能及其在受载过程中的损伤机理,以不同温度(25、200、400、600、800℃)作用后的黄砂岩为研究对象,基于X射线断层扫描技术(CT)获取黄砂岩内部孔隙数据及三维模型,分析黄砂岩孔隙率随温度变化规律,结合数值模拟探究黄砂岩微裂纹演化规律及损伤机理,从微观层面揭示高温作用下岩石热损伤机理。结果表明:随温度升高,黄砂岩总孔隙率呈二次函数形式增长,面孔隙率均匀度随之降低;黄砂岩产生热损伤的主要因素包括高温脱水、矿物成分热分解、矿物颗粒膨胀;热分解及颗粒膨胀导致的孔隙率增加是造成热损伤的关键因素;25~400℃阶段,不同矿物颗粒膨胀挤压,导致局部应力区域出现,黄砂岩内部裂纹以晶间裂纹为主;400~800℃阶段,黄砂岩内部矿物成分相变、分解,导致局部应力区域增大,黄砂岩内部裂纹以晶内裂纹为主。以黄砂岩孔隙率定义损伤变量,构建了热作用下黄砂岩损伤演化模型,可为高温岩石力学的损伤机理研究提供理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 黄砂岩 CT扫描 三维重构 微观结构 热损伤
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不同含石量条件下TBM渣料剪切特性研究
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作者 罗璟 董自涛 +5 位作者 裴向军 时幸幸 杨沛璋 刘卓 李鹏 贾杰 《工程地质学报》 北大核心 2025年第4期1280-1293,共14页
TBM渣料主要由细砂和针片状碎块石组成,属于不良级配土,含石量变化大,土体结构独特,变形强度特征有别于其他类型的土石混合体。本文依托喜马拉雅东部多雄拉隧道TBM弃渣场,通过现场调查和三维激光扫描技术量化渣料形状和结构特征,提出适... TBM渣料主要由细砂和针片状碎块石组成,属于不良级配土,含石量变化大,土体结构独特,变形强度特征有别于其他类型的土石混合体。本文依托喜马拉雅东部多雄拉隧道TBM弃渣场,通过现场调查和三维激光扫描技术量化渣料形状和结构特征,提出适用于TBM渣料的离散元直剪模型构建方法,结合室内大型直剪试验和PFC^(3D)离散元数值模拟,揭示不同含石量条件下TBM渣料宏观力学规律和细观变形破坏机制。研究结果表明:TBM渣料中碎块石形状近似于刀盘状、条棒状和圆盘状,在人工堆置过程中,碎块石长轴方向与水平面之间的夹角主要分布在0°~20°,土体结构表现出显著的空间定向性;随着含石量的增加,TBM渣料结构由悬浮密实型结构向骨架密实型结构过渡,最终转变为骨架空隙型结构,块石颗粒间咬合、嵌套、自锁作用显著增强,块石旋转自由度大大受限,其宏观变形特征由“剪缩”向“剪胀”转变,抗剪强度及其指标均呈现出先缓慢增长再轻微降低,最后大幅度提升的趋势,其内部颗粒运动形式由“土石联动”向“土绕石”转变,力链数量线性减少,平均力链强度增长幅度逐渐加大,强力链逐渐在模型内部起到支撑作用,整体上剪切带从“S”型分布逐步趋近于呈“一”字型分布,剪切带厚度明显变薄。研究成果将弥补当前对针片状土石混合体研究的不足,为TBM弃渣场稳定性分析和风险评价工作提供理论支撑。 展开更多
关键词 TBM渣料 针片状块石 含石量 直剪试验 离散元 三维激光扫描技术
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